Omega è una fonte affidabile di trasduttori di pressione e celle di carico che forniscono dati di alta qualità in una miriade di processi. Affinché i sensori di pressione e le celle di carico possano fornire le informazioni richieste dai nostri clienti, la pressione o la forza di quel processo deve raggiungere un elemento sensibile. L'elemento sensibile reagisce alla forza o alla pressione del processo, creando un segnale di uscita che può essere interpretato da un dispositivo di lettura o da un dispositivo di raccolta dati. L'elemento sensibile è pertanto il cuore del trasduttore o della cella di carico.
Il Sistema di Misurazione
Il Sistema di Misurazione è costituito da un elemento sensibile con quattro estensimetri applicati su di esso. Gli estensimetri sono configurati in un ponte di Wheatstone, dove tutti e 4 i resistori (contrassegnati da R1 a R4 nella Figura 2) sono uguali e cambiano in modo proporzionale di uguale entità quando viene applicata una deformazione. Maggiore è la forza o la deformazione (input), maggiore è l'output. Un dispositivo a ponte di Wheatstone richiede 4 fili per il collegamento, eccitazione positiva e negativa e output positivo e negativo del sensore.
Per un tipico sensore di pressione, la deflessione di un diaframma produce un'uscita dell'estensimetro. A seconda della tecnologia dell'estensimetro, l'uscita può variare da 1 a 3 millivolt per volt (mV/V) fino a 10-30 mV/V. Per calcolare l'uscita a fondo scala, è necessario moltiplicare l'uscita del sensore per la tensione di alimentazione utilizzata per alimentare il dispositivo. Ad esempio, per un sensore da 3 mV/V, se si utilizzassero 10 volt CC come tensione di eccitazione, ci si aspetterebbe di ottenere 3 mV/V x 10 V = 30 mV a fondo scala.
Figura 1 
Figura 2 
Figura 3 Reazione tipica del diaframma in presenza di pressione. Esempi
Un buon esempio di questa teoria dei sensori è il PX4600. La pressione del processo che il cliente sta cercando di misurare viene convogliata all'elemento a membrana attraverso una porta di accesso. La pressione provoca una deflessione della membrana, sollecitando il ponte di Wheatstone disposto sull'altro lato della membrana e generando un'uscita mV/V. Questo segnale in millivolt viene quindi letto da un dispositivo in grado di accettare un segnale in millivolt o da un amplificatore o condizionatore di segnale per un'ulteriore elaborazione del segnale.
Il PX409-USBH ha un connettore USB all'estremità del cavo per l'ingresso diretto in un computer portatile. L'elettronica integrata elabora il segnale in un protocollo di comunicazione comodo e facile da usare. Per un'esperienza plug and play, utilizza il nostro software gratuito disponibile sul nostro sito web. Un'unità può essere collegata a un computer portatile che visualizzerà e raccoglierà i dati fornendo al contempo alimentazione al sensore stesso.
Figura 4 Esempio di elemento sensibile a ponte di Wheatstone su un trasduttore montabile su scheda. 
Figura 5 
Figura 6 DPG409 Il manometro digitale DPG409 utilizza un'uscita digitale nelle sue versioni con trasmettitore wireless. Ciò consente l'acquisizione delle letture da una posizione remota in linea di vista senza dover collegare cavi di segnale. Un ricevitore wireless accetta questo segnale e visualizza o registra i dati.
Categorie di sensori
Figura 7 DPG409 Non amplificato
La maggior parte delle celle di carico ha un'uscita non amplificata. Le uscite non amplificate sono comuni nei dispositivi troppo piccoli per essere dotati di elettronica di condizionamento del segnale o in cui l'ambiente è troppo estremo per consentire il funzionamento dell'elettronica. È il caso dei prodotti PX1004, PX1005 e PX1009, che non sono amplificati a causa delle temperature operative molto elevate e molto basse in cui sono progettati per funzionare. I sensori non amplificati hanno una capacità di trasmissione piuttosto limitata, solitamente non superiore a 6,1-9,1 m (20-30'). Ciò è dovuto alla scarsa potenza del segnale. Ciò li rende anche sensibili ai disturbi elettromagnetici provenienti dall'ambiente circostante.
Figura 8 I sensori amplificati utilizzano componenti di elettronica di condizionamento del segnale per creare un segnale più forte. Ciò li rende meno sensibili al rumore ambientale e in grado di coprire distanze maggiori fino alle unità di ricezione. I sensori con amplificatori interni hanno un intervallo di temperatura di funzionamento più ridotto a causa delle restrizioni di temperatura dell'elettronica di condizionamento del segnale all'interno del sensore.
I sensori a corrente in uscita possono inviare il loro segnale amplificato fino a 304,8 m (1000') e fornire comunque un'elevata accuratezza. In generale, i sensori con uscita in tensione possono mantenere l'accuratezza fino a 30,5 m (100').
Digitale
Il terzo tipo di sensore, classificato in base all'uscita, è un sensore con uscita digitale. Questo tipo di uscita ha il potenziale per fornire il rumore più basso e le distanze di trasmissione più lunghe disponibili. Sono disponibili diversi tipi di comunicazione, come i dispositivi DPG409 e PX409-USBH o RS485.
Considerazioni sull'accuratezza
Figura 9 Calibrazione tipica a 5 punti Banda di errore totale
Si tratta della deviazione massima della banda per qualsiasi uscita, considerando tutte le fonti di errore definite, quali vibrazioni, temperatura o umidità. È espressa come percentuale dell'uscita nominale.
Figura 10 Gli effetti combinati di Linearit, isteresi e ripetibilità, la precisione statica è espressa come ±% dell'intervallo e fa riferimento al BSL. La banda di errore statico è una buona misura dell'accuratezza che ci si può aspettare da un sensore di pressione o da una cella di carico a temperatura costante.
BSL (Best Straight Line)
Il BSL è la deviazione massima dall'errore rispetto a una linea terminale di base, divisa a metà. Per determinare questa linea, vengono utilizzati i valori di uscita da zero e dal fondo scala per creare una linea. Gli altri punti dati vengono misurati in base alla distanza da questa linea. La Best Straight Line è la linea che ha la stessa pendenza della linea terminale-base, ma è sfalsata in modo che gli errori siano equamente distribuiti su entrambi i lati della BSL. La Best Straight Line viene utilizzata per descrivere le prestazioni in termini di linearità.
Non linearità
Si tratta della deviazione massima della curva di calibrazione da una linea retta tracciata tra l'uscita a vuoto e quella nominale. È espressa come percentuale della potenza nominale e misurata solo su un carico di pressione crescente.
Isteresi
L'isteresi è la differenza massima tra le letture di potenza per la stessa pressione applicata, avvicinandosi da direzioni opposte. È determinata confrontando le potenze per un valore di pressione, ottenute prima avvicinandosi da una pressione inferiore e poi da una pressione superiore. Più le due letture sono vicine, minore è l'isteresi. Questo errore è difficile da correggere.
Ripetibilità
La differenza massima tra le letture di uscita per carichi di pressione ripetuti, in condizioni di carico e ambientali identiche, è chiamata ripetibilità. Più queste letture sono vicine, migliore è la ripetibilità. Questo errore non può essere corretto.
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Scritto da: Dan Schultz
Aggiornato il: 30 ottobre 2025
Capire il significato di "intrinsecamente sicuro"
Written by: Dan Schultz
Updated on: March 30, 2026